[发明专利]一种功率因数可调零电流型非隔离并网逆变器及其开关控制时序

说明书

本发明公开了一种可全功率因数运行的零电流非隔离并网逆变器及其开关控制时序，其中，逆变器包括直流电容支路、高频主开关单元和谐振网络。本发明通过加入由全控开关、谐振电容、谐振电感和辅助续流二极管组成的谐振网络，配合开关控制时序，在电网电压与进网电流同相阶段，可实现主功率开关管S₁～S₄的零电流开通和零电流关断、辅助开关管S_1a～S_4a、S_1b～S_4b的零电流开通和零电流关断，以及辅助续流功率二极管D_a1的零电压开通和零电流关断；电网电压与进网电流异相阶段，可以实现辅助开关管S_1a～S_4a的零电流开通、辅助续流功率二极管D_a1的零电流开通和零电流关断。本发明在实现非隔离并网逆变器高频化和高效率的同时，可全功率因数范围运行。

技术领域

本发明属于高效并网逆变器拓扑技术领域，涉及一种可全功率因数运行的非隔离光伏并网逆变器的软开关技术。

背景技术

非隔离型光伏并网逆变器电路结构简单、变换效率高在业界得到大量应用。经研究发现，实现非隔离型并网逆变器(TLI)的高频化、小型化，关键在于降低其高频开关的开关损耗，软开关技术是解决该问题的有效方案。

现有的非隔离并网逆变器软开关技术主要适用于逆变器单位功率因数运行工况。随着光伏并网普及和接入比例的提高，学术界和工业界提出了实现高频柔性开关TLI非单位功率因数运行的技术需求。目前的高频柔性开关技术架构若直接应用于非单位功率因数运行工况，将破坏谐振腔的原有工作时序，使得部分区域内软开关条件丢失。

本发明构造新型谐振网络及其工作时序以适应并网功率因数的变化，使逆变器在保持软开关特性的同时具备无功输出能力，其变换效率和电网支撑能力同时得到了提升，满足了技术发展的要求。

发明内容

本发明的目的是为了构建一种可全功率因数运行的零电流转换全桥型非隔离并网逆变器及其相应的开关控制时序，以解决现有技术的上述不足。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：一种可全功率因数运行的零电流转换全桥型非隔离并网逆变器，包括直流电容支路、高频主开关单元和谐振网络；直流电容支路由直流电容C_dc1组成；

高频主开关单元由第一功率开关管S₁和第一功率二极管D₁的并联组合、第二功率开关管S₂和第二功率二极管D₂的并联组合、第三功率开关管S₃和第三功率二极管D₃的并联组合和第四功率开关管S₄和第四功率二极管D₄的并联组合构成；

谐振网络由第一辅助功率开关管S_1a和第二辅助功率开关管S_1b的并联组合、第三辅助功率开关管S_2a和第四辅助功率开关管S_2b的并联组合、第五辅助功率开关管S_3a和第六辅助功率开关管S_3b的并联组合、第七辅助功率开关管S_4a和第八辅助功率开关管S_4b的并联组合、第一辅助谐振电容C_1a、第一辅助谐振电感L_1a、第二辅助谐振电容C_2a、第二辅助谐振电感L_2a、和第一辅助续流功率二极管D_a1构成；